LNG儲(chǔ)罐檢測(cè)中運(yùn)用磁粉檢測(cè)及地面儲(chǔ)存技術(shù)

 
其一、磁粉檢測(cè)在LNG儲(chǔ)罐檢驗(yàn)中的運(yùn)用
《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》規(guī)定，在用壓力容器的檢驗(yàn)以宏觀檢查、測(cè)厚、表面無(wú)損檢測(cè)為主。其中表面無(wú)損檢測(cè)主要為磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè)。對(duì)于鐵磁性材料，JB4730.1~.6-2005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)優(yōu)先選用磁粉檢測(cè)。這是由于磁粉檢測(cè)相對(duì)于滲透檢測(cè)具有靈敏度高、效率高、成本低、缺陷顯 示直觀的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)在實(shí)際檢驗(yàn)中大量缺陷幾乎都是由磁粉檢測(cè)先發(fā)現(xiàn)的，由此可見，磁粉檢測(cè)方法是在用LNG儲(chǔ)罐定期檢驗(yàn)的無(wú)損檢測(cè)方法。
1、磁粉檢測(cè)的原理及特點(diǎn)
磁粉檢測(cè)，又稱磁粉檢驗(yàn)或磁粉探傷，屬于無(wú)損檢測(cè)五大常規(guī)方法之一。磁粉檢測(cè)是利用鐵磁性材料被磁化后，由于不連續(xù)的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)(即磁感應(yīng)線離開和進(jìn)入表面時(shí)形成的磁場(chǎng))吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯 示出不連續(xù)性的位置、形狀、大小和嚴(yán)重程度?？蓹z出鐵磁性材料中裂紋、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、夾雜物等缺陷，具有很高的檢測(cè)靈敏度。
(1)磁粉法的優(yōu)點(diǎn)
1)能直觀顯 示缺陷的形狀、位置、大小，并可大致確定其性質(zhì)；
2)具有高的靈敏度，可檢出較小長(zhǎng)度為0.1mm，寬度為微米級(jí)的裂紋；
3)幾乎不受試件大小和形狀的限制；
4)檢測(cè)速度快，工藝簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉。
(2)局限性
1)只能用于鐵磁性材料；
2)只能發(fā)現(xiàn)表面和近表面缺陷，可探測(cè)的一般在1mm~2mm；
3)磁化場(chǎng)的方向應(yīng)與缺陷的主平而相交，夾角應(yīng)在45°~90°，有時(shí)，還需從不同方向進(jìn)行多次磁化；
4)不能確定缺陷的埋深和自身高度；
5)寬而淺的缺陷也難以檢出；
6)并不是所有鐵磁性材料都能采用，鐵素體鋼當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H≤2500A/m時(shí)，相對(duì)磁導(dǎo)率應(yīng)是μr＜300，不銹鋼的鐵素體含量應(yīng)大于70%；
7)檢測(cè)后常需退磁和清洗；
8)試件表面不得有油脂或其他能粘附磁粉的物質(zhì)。
2、表面無(wú)損檢測(cè)方法的比較
磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)和渦流檢測(cè)都屬于表面無(wú)損檢測(cè)方法，但其原理和適用范圍區(qū)別很大，并且有各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性。作為容器檢測(cè)人員應(yīng)熟練掌握這三種檢測(cè)方法，并能根據(jù)工件材料、狀態(tài)和檢測(cè)要求，選擇合理的方法進(jìn)行檢測(cè)。例如磁粉檢測(cè)對(duì)鐵磁性材料工件的表面和近表面缺陷具有很高的檢測(cè)靈敏度，可發(fā)現(xiàn)微米級(jí)寬度的小缺陷，所以在容器檢驗(yàn)中對(duì)于鐵磁性材料工件表面和近表面缺陷的檢測(cè)，宜優(yōu)先選擇磁粉檢測(cè)方法，確因工件結(jié)構(gòu)形狀等原因不能使用磁粉檢測(cè)時(shí)，方可使用滲透檢測(cè)或渦流檢測(cè)。
其二、天然氣儲(chǔ)罐地面儲(chǔ)存技術(shù)
目前，天然氣的儲(chǔ)存方式主要有氣態(tài)儲(chǔ)存和液態(tài)儲(chǔ)存兩種，其中前者包括地面儲(chǔ)罐儲(chǔ)存、管道儲(chǔ)存和地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)存等。
1、地面儲(chǔ)罐儲(chǔ)存
天然氣地面儲(chǔ)存一般采用金屬儲(chǔ)氣罐，天然氣儲(chǔ)罐按壓力分為高壓和低壓兩種。低壓儲(chǔ)罐的工作壓力一般為0.004~0.005MPa，多為化工廠、石化廠作工藝氣的中間儲(chǔ)存，高壓儲(chǔ)氣罐的工作壓力一般為0.25~3.0MPa，主要用于城市配氣系統(tǒng)供晝夜或小時(shí)調(diào)峰用。
2、管道儲(chǔ)存
天然氣管道儲(chǔ)存有輸氣干線末段儲(chǔ)氣和利用管束儲(chǔ)氣兩種方式。
輸氣干線末段儲(chǔ)氣，是指在供氣低峰時(shí)，將富余的氣儲(chǔ)存在輸氣干線末段，隨著管內(nèi)氣體壓力逐漸升高到然后一個(gè)壓氣站允許的較高壓力，到用氣高峰時(shí)，該儲(chǔ)氣段壓力降到城市配氣管網(wǎng)允許的較小值，將儲(chǔ)存的氣體輸出，增加供氣量。
管束儲(chǔ)氣，即使用一定直徑和一定數(shù)量的管子構(gòu)成管束，埋設(shè)于供氣點(diǎn)附近，用高壓天然氣或壓縮機(jī)將天然氣注入管束中，待高峰用氣時(shí)輸出。
管道儲(chǔ)氣容量較小，主要供城市晝夜或小時(shí)調(diào)峰用。
3、地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)存
地面天然氣儲(chǔ)罐和管道儲(chǔ)氣只能作為晝夜用氣不均衡性的措施，要解決季節(jié)用氣不均衡性問(wèn)題，根本的辦法是建造地下儲(chǔ)氣庫(kù)。如果沒(méi)有地下儲(chǔ)氣庫(kù)，干線輸氣管道就應(yīng)根據(jù)冬季的用氣量進(jìn)行設(shè)計(jì)。在冬季，輸氣管道將滿負(fù)荷工作，而到夏季，由于用氣量減少，輸氣管道的負(fù)荷將下降，因此，管路和設(shè)備的利用率降低，固定設(shè)備投資在輸氣成本中所占的比重將提高。在冬夏季用氣量相差懸殊的情況下，輸氣管道夏季負(fù)荷降低，不但在經(jīng)濟(jì)上不合理，而且在輸氣工藝上造成很多困難。如果有地下儲(chǔ)氣庫(kù)，干線輸氣管道就可以根據(jù)日平均用氣量進(jìn)行設(shè)計(jì)，在夏季，多余的氣體注人地下儲(chǔ)氣庫(kù)，在冬季，不足的氣體由地下儲(chǔ)氣庫(kù)補(bǔ)充.這樣，輸氣管道全年都是在滿負(fù)荷下工作，管路和設(shè)備的能力可以得到充分利用。
地下儲(chǔ)氣庫(kù)具有儲(chǔ)氣容量大、節(jié)省地面LNG儲(chǔ)罐投資、不受氣候影響、維護(hù)管理簡(jiǎn)便、可靠、不影響城鎮(zhèn)美化規(guī)劃、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。
地下儲(chǔ)氣庫(kù)主要有利用枯竭的油田或氣田作地下儲(chǔ)氣庫(kù)、利用含水層作地下儲(chǔ)氣庫(kù)和利用鹽層作地下儲(chǔ)氣庫(kù)三種類型。
天然氣以氣態(tài)形式進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸，由于其體積龐大，壓力很高，因此通常將其在常壓下深冷到-160℃進(jìn)行液化。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，其液態(tài)體積為氣態(tài)時(shí)的1/600，而密度相當(dāng)于氣態(tài)時(shí)的600倍，因此無(wú)論對(duì)遠(yuǎn)洋貿(mào)易運(yùn)輸，還是儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，都具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
天然氣液化儲(chǔ)存方式不受地理位置、地質(zhì)構(gòu)造、距離和容量等的限制，占地少、造價(jià)低、工期短、維修方便。對(duì)于無(wú)油氣田、鹽穴、水層建造地下儲(chǔ)氣庫(kù)的城市，可以利用這種方式進(jìn)行調(diào)峰。
由于液化天然氣具有可燃性和超低溫性(-160℃)，因而對(duì)儲(chǔ)存設(shè)施(儲(chǔ)罐)的要求很高。目前國(guó)外液化天然氣的儲(chǔ)存主要是儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，儲(chǔ)罐分地下和地上兩種。儲(chǔ)罐形式的選擇取決于投資費(fèi)用，也取決于因素及其它一些制約條件。在常壓下儲(chǔ)存液化天然氣時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)壓通常為3.4~17.2kPa。